openmp程序中基于活跃变量的分析检查点优化

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1、CheckpointOptimizationBasedonActiveVarialbeAnalysisinOpenMPProgramsByLIUYangB．E．(AnhuiUniversity)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofscienceSoftwareEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYANGJinminSeniorengineerLIUXuchon

2、gMay，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：习垮日期：弘f产年j月幻日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

3、索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。．本学位论文属于l、保密口，在⋯⋯年解密后适用本授权书。2、不保密口。(请在以上相应方框内打“√’’)作者签名：导师签名：日期：jiD中年j-月如日日期：年月日OpenMP程序中基于活跃变量分析的检查点优化摘要软件中出现故障，是不可避免的，软件容错日益显得重要。OpenMP程序中的并行执行段出现故障，可以使用并行复算的方法去恢复。实现并行复算，须要在程序正常运行时做检查点，保存变量的计算状态。保存全部变量会引起保存量大，进而开销大的问题。省略不需要保存的变量，是减少检查点保存量的有效途径。本文研究基于活跃变量分析的

4、检查点优化技术，主要工作如下：针对隐式定值和隐式引用间传播的值会变化，可能会引起错误的值被传播，进而可能导致活跃变量的值不正确这一问题，本文提出标记变量、分步执行、添加赋值操作等一列方法对其进行处理，排除隐式定值和隐式引用对活跃变量分析的不良影响，并通过实验验证了这些处理方法的有效性。研究检查点中数组数据的表达式存储方法。该方法针对现有检查点方法未考虑语义，通过原始值的拷贝来保存数组元素活跃变量的值，从而存在数据保存量大的问题，根据数组元素按下标和首地址顺序存储的特性，运用表达式来存储表示数组元素活跃变量的值，从而降低数据保存量，并且通过模拟分析验证了该方法的有效性。提出O

5、penMP程序检查点优化算法。综合运用活跃变量分析法、隐式定值和隐式引用处理方法，以及数组数据的表达式表达方法，减少OpenMP程序检查点数据量。该算法在活跃变量分析前，先识别隐式定值和隐式引用，进而排除隐式定值和隐式引用对活跃变量分析的不良影响。然后运用活跃变量分析法，得出在检查点处需要保存的活跃变量。对数组元素活跃变量，采用保存开销更小的表达式来表达数组元素活跃变量的值，以此降低数组元素值的数据保存量。应用NPBOMP3．2测试程序，通过数据分析和模拟分析，验证了算法在降低数组元素的保存开销上的有效性。关键词：OpenMP程序；并行复算；活跃变量；检查点Ii工程硕士学位

6、论文AbstractFailureisinevitableinsoftware．Softwarefaulttoleranceisincreasinglyimportant．WhenparallelexecutionsectionsinaOpenMPprogramexistfaults，wecanusethemethodofparallelrecomputingtorecoveryfaults．Torealizeparallelcalculations，checkpointintheprogramduringnormaloperationisneeded，savingthev

7、ariable’Scalculationstate．Savingallthevariableswillcausetheproblemofalargeamountofstorageandoverhead．Omittingvariables，whicharenotneededtostore，isaneffectivewaytoreducethesavingquantityinthecheckpoint．Checkpointoptimizationtechnologiesbasedonactivevariableanal